浅析宁波轨道交通3号线大容量转储系统研制

2021-06-25范浩彪侯全林倪展鹏余俊张燕平

中国设备工程 2021年11期

范浩彪，侯全林，倪展鹏，余俊，张燕平

（宁波市轨道交通集团有限公司运营分公司，浙江宁波 315100）

在城市轨道交通系统的运行工作过程中，对于列车数据下载方面的问题，传统的解决工作方案是等到列车回库之后，通过工作人员亲自上车，将列车运行中产生的各环节数据，通过便携式储存设备直接进行下载和储存。比如，使用随身携带的U盘、硬盘或者是笔记本电脑等。通过上述方法来进行数据的下载和储存，不但消耗的时间较长同时下载速率较慢，无法充分满足数据的高效率下载工作要求。在近几年的发展过程中，宁波轨道交通列车在信息转储工作方面进行了试点改进和优化，通过大容量转储系统的成功研制和应用，有效解决传统列车信息数据下载过程中存在的效率偏慢，以及信息传输稳定性较差等多方面问题，进一步提高列车的信息转储工作效率，进而提高运维效率。

1 大容量转储系统研制目的和工作对象

在本次系统研究工作中，基于现场视频及数据下载的具体需求分析，根据实际情况对大容量转储系统方案进行针对性设计，作为单板和软件设计工作的必要输入条件，实现规范单板和软件的开发。在系统研制工作范围方面，主要是适用于宁波轨道交通3号线大能量转储系统的设计，同时规定了车载软件的具体功能与方案、地面系统架构、地面系统数据输入以及系统功能设计等多方面内容。

1.1 系统研制工作目标

在针对宁波轨道交通3号线车辆安装1套地面5G传输硬件工作系统环境，并且选择3号线2列运营车辆进行车载大容量转储系统的安装与实现，具体分为以下几个方面：首先，在地铁列车回库之后，通过列车内部的5G天线实现和车库内部的AP进行衔接，建立起更加稳定的5G车地高速信息传输通道。其次，车载主机收集列车当天运行过程中产生的各种信息数据，包含了各种事件信息记录文件，EDRM故障信息以及车载PIS视频文件等。在5G技术环境下可以实现信息的高速无线传输，将各种信息文件快速传输到地面的接收器当中，地面接收器设备需要对传输过来的文件进行保存，保存时间通常在90天以上。最后，对于落地的EDRM文件需要进行进一步解析和分析并且生成相应的报表，有效降低检修工作人员的信息统计工作量，进一步加快地铁运营监控和管理工作效率。

1.2 大容量转储系统关联对象分析

EDRM工作模块主要是以以太网记录信息模块，用于记录列车运行过程中产生的各种事件以及相关故障信息等。PIS视频主机主要用于存储车载各摄像头当中的视频文件，大容量转储主机系统是车载大容量存储系统当中的核心设备，主要用于收集CDRM文件PIS视频文件，并且通过5G高速传输通道，将相应的文件信息直接注入到对应的数据服务器内部。车载天线的下行接口是2.5GE，片口接口使用的是M12连接器。通过千兆以太网光缆直接连接到POE前面板的网口当中，和地面天线之间的有效衔接范围水平，对其左右偏移不能超过45°，上下偏移量不能超过10°。系统内部的数据服务器主要是对列车行进过程中产生的各种视频文件以及EDRM文件进行收集分析和使用，对面显示终端主要是对系统的访问数据信息进行收集和使用。

2 大容量转储系统的使用条件

车载使用条件如表1所示。

表1 车载使用条件

2.1 车载系统结构

车载子系统主要通过车载大容量转储主机设备和天线设备所构成，车载大容量主机直接通过以太网连接到EDRM和PIS主机设备当中，在列车当中可以收集EDRM故障信息，运行事件记录信息以及相应的PIS视频文件信息等。

2.2 功能方案

用户登录在访问经验之前需要对用户名以及密码进行授权之后，直接进入到地面数据分析以及展示系统页面。EDRM数据信息查询和下载，通过查看列车当中所有的EDRM文件信息，通过信息储存到具体时间、列车号、功能配置进行全面的故障筛选，通过列表的方法有效显示出EDRM故障文件以及事件信息记录文件。EDRM故障查询和信息统计，通过查看列车当中所有的故障记录，通过对应的时间列车号故障信息等级以及故障维度等信息配置，对其中的故障问题进行分类和筛选，并且通过列表表现的方式对故障问题产生的详情进行直观呈现，同时对其中各子系统的故障问题进行全面展示，其中并不局限在每日故障的TOP5，需要对子系统的故障问题分布形式进行进一步判断。

图1 车载系统总体结构

3 大容量转储系统综合分析

基于CDMA可以实现对列车行驶过程中的能耗和在行驶速度、司机作业故障问题等进行全面分析和记录。其中重点包含了统计分析线路，在不同区间范围内的能耗分布特点以及区间内部最大功率随时间和区间分布条件等。通过使用平台数据可以对各供电区间的功率大小进行准确统计，并且充分结合供电区间内部的参数配置情况，对整个列车行进线路区间异常功能情况进行报警。

有效统计和分析正线运行过程中列车每公里所产生的能耗情况，进而可以获取列车单位每公里能耗变化趋势，对列车线路运行展开分析和对比，以每一天为周期有效判断各线路列车的整体运行工作状态。有效统计不同线路段客流量的整体分布情况，通过数字化处理工作方法，有效呈现出个不同区段客流量的整体变化规律以及整体的分布特征，展开线路客流实时性感知，同时基于MVB数据当中的速度信号和车辆运行过程中的时速情况。通过使用速度利用率展开前面信息收集和处理，对列车的行驶速度设定行合理性评估，通过统计分析陷入不同时间段内部列车车厢当中的乘客分布情况，客流量大小情况等建立起线路客流分级处理工作结果曲线，并且通过图像的方法进行直观展示。